超微粉碎机在原理本质上就与传统粉碎机有所不同。传统粉碎机普遍采用转子式粉碎原理，利用转子高速转动，对材料进行碰撞。依靠碰撞产生的粉碎力只适用于脆性材料，其原理为高速运动的转子在碰撞到材料颗粒时，会将动能传递到材料颗粒之上，在这一过程中就会促进材料表面产生一定的裂纹。随着不停的碰撞进行，裂纹不断扩大，并向内部延伸，直至将材料颗粒裂成多片，小的碎片再次进入下一个粉碎循环过程。在整个过程中，随着材料的颗粒逐步变小，单个颗粒的质量逐步下降，当下降到一定程度后，转子便无法再给颗粒提供足够的能量造成更细微的裂纹出现，也就使得材料无法再进一步粉碎。这个极限在以往的研究中，大概出现在100目（150μm左右），而细胞尺度一般在10μm左右，因此传统粉碎机是无法实现细胞破壁的。
而超微粉碎机与此大不相同。
超微粉碎机并不是利用转子对材料碰撞产生粉碎力，而是引入了另一种材料作为研磨介质。将研磨介质放置在粉碎仓内，在粉碎过程中，将材料与研磨介混合在一起，同时在粉碎仓的带动下进行高频率圆周振动，在这个过程中，研磨介质会进行自转、公转与跳动，依靠研磨介质的作用，对材料进行敲打、剪切、研磨。整个过程粉碎力来源多样，敲打与剪切力对材料进行粗粉动作，材料逐步由粗颗粒变为细颗粒，然后在研磨作用下，由细颗粒进一步研磨粉碎为超微颗粒。
整个流程下来，材料的粉碎细度可达1500目以上，粒径可达10μm以下，可以低于材料的细胞直径。因此超微粉碎机可以做到细胞破壁效果。
